Что такое равновеликие фигуры 8 класс примеры
Равновеликие фигуры
Равновеликие фигуры — это фигуры, которые имеют одинаковые площади.
Равновеликие тела — это тела, которые имеют равные объёмы (равновеликие тела часто также называют равновеликими фигурами). Равные фигуры — это фигуры, которые совпадают при наложении (у них соответствующие стороны равны и соответствующие углы равны).
Равные фигуры имеют равные площади, поэтому равные фигуры являются также равновеликими. Обратное, вообще говоря, неверно.
1) Прямоугольник и квадрат, изображенные на рисунке 1, — равновеликие фигуры.
То есть, прямоугольник со сторонами a и b и квадрат со стороной c являются равновеликими, если
2) Треугольник и квадрат, изображенные на рисунке 2 — равновеликие фигуры, так как имеют равные площади.
Площадь квадрата S=3²=9.
Треугольник со стороной a и проведенной к ней высоте ha и квадрат со стороной c являются равновеликими, если
3) Треугольник и трапеция, изображенные на рисунке 3 — равновеликие, поскольку их площади равны.
Треугольник со стороной c и проведенной к ней высотой hс и трапеция с основаниями a и b и высотой h являются равновеликими, если
Равные многоугольники
По определению равные фигуры должны быть во всём одинаковыми, включая площадь, длину сторон, размер углов и другие параметры. Чтобы рассмотреть всё из них, уйдёт много времени, да это и не нужно, ведь они взаимозависимы. Хорошим примером будет самый простой многоугольник — треугольник. Существует несколько правил, по которым можно определить, равны ли 2 треугольника между собой или нет:
Нельзя путать первое условие с тремя углами. Ведь если в треугольнике равны 3 угла, они необязательно будут равными, но будут подобными.
Названия условий достаточно точно описывают критерии, по которым можно определить одинаковые 2 треугольника или нет. Из них следует, что необязательно знать все параметры: часто хватает только нескольких из них для определения «равности».
В большинстве случаев определить одинаковость других фигур гораздо сложнее, нежели треугольников. К счастью, чаще всего в школьной геометрии такой класс задач не рассматривают или даются дополнительные данные, помогающие с решением.
Например, доказательство «равности» для четырёхугольника сложнее, да и почти не встречается. Но если по условию сказано, что четырёхугольник не произвольный, а имеет прямые углы, задача становится проще. В таком случае рассматривается прямоугольник. А для него достаточно, чтобы 2 не противолежащие стороны были равны.
Если указано ещё и условие, что прямоугольник является квадратом, достаточно указать, что у двух таких фигур совпадает по длине одна сторона и уже этого будет достаточно.
Равность правильных фигур
Частным и самым простым для сравнения является случай, когда многоугольник по условию правильный. Так называется фигура с одинаковыми сторонами и углами. Например, равносторонний треугольник и квадрат. Важно не забывать проверить равны ли углы, так как не каждая фигура правильная. Тот же ромб по определению имеет 4 совпадающие по длине стороны, но разные углы. При сравнении правильных многоугольников достаточно указать, что, хотя бы одна сторона фигуры равна стороне у другой. Это будет достаточное условие для доказательства «равности».
Самым простым и наглядным способом сверки двух фигур будет не геометрический с помощью правил, а путём наложения рисунков друг на друга. Разумеется, что он не претендует на точность, но изобразить параллелограмм и наложить его на другой нагляднее, чем сравнивать, например, углы. Понятно, что так можно только ознакомиться с концепцией «равности» и показать, какие фигуры называются равными, для упрощения в дальнейшем решения задач, но доказывать что-либо нельзя, ввиду неточности метода.
Если при сравнении двух тел оказывается, что их площади равны, такие тела (многоугольники) являются равновеликими. Как и в случае с прошлым, это определение звучит несложно. Проблемы могут начаться непосредственно при вычислении площадей. Самый простой многоугольник — треугольник. Для вычисления его площади существует множество способов.
Вычисление площади треугольника
Чаще всего приходится работать с прямоугольными треугольниками. Их площадь вычислить несложно — это полупроизведение катетов (сторон, между которыми лежит прямой угол). Таким образом, даже если стороны двух фигур по длине разные, но их произведение равно, они равновеликие. Например, треугольник с катетами 4 и 4 равен по площади многоугольнику с катетами 16 и 1. Так как их полупроизведение, а значит и площадь равна 8.
Если же треугольник произвольный (то есть не является частным случаем — прямоугольным, равнобедренным или равносторонним), можно воспользоваться одной из 5 формул, позволяющих вычислить его площадь.
То, какую формулу использовать, будет зависеть от данных, предоставленных в задаче. Иногда придётся проводить дополнительное построение, например, провести высоту или использовать свойства, что биссектрисы пересекаются в центре вписанной окружности. Если не даны все 3 стороны, использовать третью формулу не получится.
Важно понять, что фигуры могут быть разными по количеству углов, но всё равно считаться равновеликими — в учёт идёт только площадь, остальные параметры не важны. Например, прямоугольный треугольник с катетами 2 и 4 будет визуально казаться больше, чем квадрат со стороной 2, но их площади совпадают и равны 4 (площадь прямоугольника считается как произведение прилежащих сторон друг на друга). По определению это делает их равновеликими.
Визуальный способ
Существует также наглядный, но неточный способ. Нужно взять листок в клеточку и нарисовать на нём многоугольники. Если рисунок получился большой — не страшно, так будет только проще в дальнейшем. Следующий шаг — посчитать количество клеток, которое заняла каждая фигура и сравнить. Если оно равно, равновеликость доказана. Опять же метод не точный, но для введения в концепцию площадей и их «равности» подойдёт.
Иногда встречается словосочетание «равносоставленная фигура». Такими называют произвольные многоугольники, которые можно составить друг из друга путём разрезания одного из них на одинаковые объекты и перекладывания. Например, если прямоугольник 4 на 1 нарезать на одинаковые части — квадраты 1 на 1, то из полученных маленьких квадратов можно составить один большой со стороной 2. Но это не более чем забавное свойство некоторых фигур и в геометрии фактически почти не используется.
Инструменты пользователя
Инструменты сайта
Боковая панель
Навигация
Загрузки всякие
Связь
Содержание
Площадь. Равновеликие фигуры
Разрезанием на части и перекладыванием их можно любой многоугольник превратить в равновеликий ему квадрат.
Понятие равносоставленности лежит в основе «метода разбиения», применяемого для вычисления площадей многоугольников: параллелограмм «разрезанием и перекладыванием» сводят к прямоугольнику, треугольник — к параллелограмму, трапецию — к треугольнику.
Площадь параллелограмма равна произведению стороны на высоту, проведенную к этой стороне.
Достроим треугольник до прямоугольника. Площадь треугольника равна половине площади прямоугольника.
Проведем через середину боковой стороны трапеции прямую, параллельную второй боковой стороне. Площадь трапеции равна площади полученного параллелограмма. 
Перекраивание трапеции в равносоставленный треугольник: 
Площадь трапеции с основаниями длин a и b и длиной высоты h равна S=(a+b)/2•h. Убедиться в этом можно воспользовавшись формулой для вычисления площади треугольника. Для этого необходимо разрезать трапецию на такие части, из которых можно составить треугольник.
Разрежем трапецию вдоль линии, соединяющей вершину с серединой противоположной боковой стороны. Повернём отрезанный треугольник до того момента, когда оба основания трапеции окажутся на одной прямой. Убедитесь, что две части боковой стороны при этом лягут на одну прямую, то есть, получится действительно треугольник.
Одна из сторон получившегося треугольника имеет длину, равную сумме длин оснований трапеции, а длина высоты треугольника, проведённой к этой стороне, совпадает с высотой трапеции.
Один из способов подсчёта площади треугольника состоит в нахождении половины произведения длины стороны на длину высоты, опущенную на эту сторону. Применение этого способа и даёт привычную формулу площади трапеции.
Модель можно сделать из доски толщиной около 10 мм. Для удобства демонстрации две части, на которые она разрезается, удобно соединять между собой при помощи магнитов.
Равносоставленность
Равновеликие многогранники не всегда являются равносоставленными. Так, например, куб и равновеликий ему правильный тетраэдр не являются равносоставленными — так называемая теорема Дена.
Равновеликие фигуры
Презентация к уроку
Цели урока: Повторить тему «Площадь параллелограмма». Вывести формулу площади треугольник, ввести понятие равновеликих фигур. Решение задач по теме «Площади равновеликих фигур».
Ход урока
I. Повторение.
1) Устно по готовому чертежу вывести формулу площади параллелограмма.
2) Какова зависимость между сторонами параллелограмма и высотами, опущенными на них?
(по готовому чертежу)
зависимость обратно пропорциональная.
3) Найти вторую высоту (по готовому чертежу)
4) Найти площадь параллелограмма по готовому чертежу.
Решение:
5) Сравните площади параллелограммов S1, S2, S3. (Они имеют равные площади, у всех основание a и высота h).
Определение: Фигуры, имеющие равные площади, называются равновеликими.
II. Решение задач.
1) Доказать, что всякая прямая, проходящая через точку пересечения диагоналей, делит его на 2 равновеликие части.
Решение:
2) В параллелограмме ABCD CF и CE высоты. Доказать, что AD ∙ CF = AB ∙ CE.
3) Дана трапеция с основаниями a и 4a. Можно ли через одну из её вершин провести прямые, разбивающие трапецию на 5 равновеликих треугольников?
Решение: Можно. Все треугольники равновеликие.
4) Доказать, что если на стороне параллелограмма взять точку A и соединить её с вершинами, то площадь получившегося треугольника ABC равна половине площади параллелограмма.
Решение:
5) Торт имеет форму параллелограмма. Малыш и Карлсон делят его так: Малыш указывает на поверхности торта точку, а Карлсон по прямой, проходящей через эту точку, разрезает торт на 2 куска и один из кусков забирает себе. Каждый хочет получить кусок побольше. Где Малыш должен поставить точку?
Решение: В точке пересечения диагоналей.
6) На диагонали прямоугольника выбрали точку и провели через неё прямые, параллельные сторонам прямоугольника. По разные стороны образовались 2 прямоугольника. Сравните их площади.
Решение:
III. Изучение темы «Площадь треугольника»
«Найти площадь треугольника, у которого основание a, а высота h».
Ребята, используя понятие равновеликих фигур, доказывают теорему.
Достроим треугольник до параллелограмма.
Площадь треугольника равна половине площади параллелограмма.
Задание: Начертите равновеликие треугольники.
Используется модель (из бумаги вырезаны 3 цветных треугольника и склеены у оснований).
Упражнение №474. «Сравните площади двух треугольников, на которые разделяется данный треугольник его медианой».
У треугольников одинаковые основания a и одна и та же высота h. Треугольники имеют одинаковую площадь 
Вывод: Фигуры, имеющие равные площади, называются равновеликими.
Вопросы к классу:
IV. Шаг вперёд!
На доске написаны задания по выбору:
1. «Разрежьте треугольник двумя прямыми линиями так, чтобы можно было из частей сложить прямоугольник».
Решение:
2. «Разрежьте прямоугольник по прямой линии на 2 части, из которых можно сложить прямоугольный треугольник».
Решение:
3) В прямоугольнике проведена диагональ. В одном из получившихся треугольников проведена медиана. Найдите соотношения между площадями фигур 
.
Решение:
Ответ: 
3. Из олимпиадных задач:
«В четырёхугольнике ABCD точка E- середина AB, соединена с вершиной D, а F – середина CD, с вершиной B. Доказать, что площадь четырёхугольника EBFD в 2 раза меньше площади четырёхугольника ABCD.
Решение: провести диагональ BD.
Упражнение №475.
«Начертите треугольник ABC. Через вершину В проведите 2 прямые так, чтобы они разделили этот треугольник на 3 треугольника, имеющие равные площади».
Использовать теорему Фалеса (разделить АC на 3 равные части).
V. Задача дня.
Для неё отвела крайнюю правую часть доски, на которой пишу задачу сегодняшнего дня. Ребята могут решать её, а могут и не решать. На уроке данную задачу мы сегодня не решаем. Просто те, кому они интересны, могут списать её, решить её дома или в перемену. Обычно уже в перемену многие ребята начинают решать задачу, если решили, то показывают решение, и я фиксирую это в специальной таблице. На следующем уроке к этой задаче обязательно возвращаемся, уделяя её решению небольшую часть урока (а на доске может быть записана новая задача).
«В параллелограмме вырезан параллелограмм. Разделите оставшуюся часть на 2 равновеликие фигуры».
Решение: Секущая AB проходит через точку пересечения диагоналей параллелограммов O и O1.
Дополнительные задачи (из олимпиадных задач):
1) «В трапеции ABCD (AD || BC) вершины A и B соединены с точкой M – серединой стороны CD. Площадь треугольника ABM равна m. Найти площадь трапеции ABCD».
Решение:
Треугольники ABM и AMK – равновеликие фигуры, т.к. AM – медиана.
S∆ABK = 2m, ∆BCM = ∆MDK, SABCD = S∆ABK = 2m.
2) «В трапеции ABCD (AD || BC) диагонали пересекаются в точке O. Доказать, что треугольники AOB и COD равновеликие».
Решение:
S∆BCD = S∆ABC, т.к. у них общее основание BC и одинаковая высота.
3) Сторона АВ произвольного треугольника АВС продолжена за вершину В так, что ВР = АВ, сторону АС за вершину А так, что АМ = СА, сторону ВС за вершину С так, что КС = ВС. Во сколько раз площадь треугольника РМК больше площади треугольника АВС?
Решение:
В треугольнике МВС: МА = АС, значит, площадь треугольника ВАМ равна площади треугольника АВС. В треугольнике АРМ: ВР = АВ, значит, площадь треугольника ВАМ равна площади треугольника АВР. В треугольнике АРС: АВ = ВР, значит, площадь треугольника ВАС равна площади треугольника ВРС. В треугольнике ВРК: ВС = СК, значит, площадь треугольника ВРС равна площади треугольника РКС. В треугольнике АВК: ВС = СК, значит, площадь треугольника ВАС равна площади треугольника АСК. В треугольнике МСК: МА = АС, значит, площадь треугольника КАМ равна площади треугольника АСК. Получаем 7 равновеликих треугольников. Значит,
Ответ: Площадь треугольника МРК в 7 раз больше площади треугольника АВС.
4) Сцепленные параллелограммы.
2 параллелограмма расположены так, как показано на рисунке: они имеют общую вершину и ещё по одной вершине у каждого из параллелограммов лежит на сторонах другого параллелограмма. Доказать, что площади параллелограммов равны.
Решение:
и
и 
, значит, 
Список использованной литературы:
Задачи на равновеликость фигур
Разделы: Математика
Одними из самых древних являются задачи на равенство площадей (равновеликость), поскольку как раз при измерении площадей в Египте и зарождалась геометрия
Историк Геродот (V век до н. э) писал: “Если Нил заливал чей-нибудь участок, то пострадавший обращался к царю и докладывал ему о случившемся. Тогда царь посылал землемеров (геометров); они измеряли, на сколько уменьшился участок и сообразно этому уменьшали налог. Вот откуда возникла геометрия (землемерие)”
В книгах “Начала” Евклида равновеликость фигур означает, что они могут быть составлены из частей. Именно этими средствами, не прибегая даже к пропорциям, Евклид доказывает, что каждый многоугольник может быть преобразован в равновеликий (равносоставленный) треугольник, а треугольник — в квадрат.
Рассмотрим простейшие случаи равенства площадей
1. а || СВ. Все треугольники С
В равновелики (рис1)т.к. имеют общее основание и высоту.
2. Медиана треугольника делит его на два равновеликих треугольника (докажите)
3. Диагонали параллелограмма делят его на 4 равновеликих треугольника
Доказательство: 
= 
и 
= 
(имеют равные основания и общую высоту), аналогично
+= +, следовательно: = = =
Решим задачи, используются свойства равновеликости фигур
Задача 1 Дан параллелограмм АВСD и точка М вне плоскости параллелограмма (рис 4) Проведите через точку М прямую, делящую его на две равновеликие фигуры
Решение: Проведем диагонали АС и ВD, которые пересекутся в точке О.Прямая МО будет искомой. Она разбивает параллелограмм на две трапеции, у которых равные высоты и равные средние линии РО = КО.
Задача 2. В параллелограмме АВСD вырезали отверстие в виде прямоугольника. Провести прямую так, чтобы разделить оставшуюся часть на две равновеликие фигуры
Решение: Проведем диагонали параллелограмма и прямоугольника. Через точки пересечения диагоналей О и М проведем прямую ОМ. Данная прямая будет искомой (см. предыдущую задачу) (еще один образец решения задачи)
Задача 3 Диагонали трапеции делят ее на 4 треугольника. Докажите, что треугольники, прилегающие к боковым сторонам трапеции, равновелики.
Решение 
= 
Если из равных площадей отнять одну и туже площадь, то оставшиеся площади будут равны. 
Задача 4 На основаниях ВС и АD трапеции АВСD произвольно взяты точки М и К(рис 7) МА и МD пересекаются с КВ и КС в точках Е и N соответственно. Докажите, что площадь четырехугольника ЕМNК равна сумме площадей треугольников АВЕ и DNC
Задача 5 В трапеции СD (рис9) ВК || СD, где К 
АС. Докажите, что треугольники АВС и КСD равновелики
Решение В трапеции АВСD = (задача 3), в трапеции KBCD 
= 
Сложим равные площади, получим 
=
.
Для нахождения площади произвольного многоугольника его обычно разбивают на треугольники и находят площадь каждого из них. Сумма площадей этих треугольников равна площади данного многоугольника. Площадь многоугольника можно найти другими способами. Один из таких способов был указан Евклидом. Он состоит в построении треугольника равновеликого данному.
Дан выпуклый пятиугольник АВСDЕ построим равновеликий ему треугольник. Для этого через вершину В проведем прямую, параллельную диагонали АС и через точку D прямую параллельную диагонали СЕ (рис 10).
AFBC трапеция по построению следовательно = 
(общее основание АС и высота)
Аналогично EKDC трапеция и 
= 
Таким образом =
Применяя способ Евклида к трапеции, получаем другой способ вывода площади трапеции.
Докажем еще одну формулу для площади трапеции
Доказать, что площадь трапеции равна произведению боковой стороны и перпендикуляра, проведенного из середины другой боковой стороны к прямой содержащей первую сторону
Пусть в трапеции АВСD точка Е –середина СD, а EF –перпендикуляр к АВ через точку Е(рис 12) Проведем прямую, параллельную АВ и пересекающую прямые АD и ВС в точках К и М соответственно. АМВК – параллелограмм и 
= FD · EF. Этот параллелограмм и трапеция АВСD равносоставлены, следовательно, равновелики, значит 
= AB · EF
